CN108734792A - 具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法、装置及系统。所述方法包括：操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息；将所述鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息；根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息；将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。本发明创造性的提出一种能够使用户可以操作数据模型进行旋转、伸缩、移动模型等操作，实现了3D模型与用户的交互功能。
Description
技术领域
本发明涉及全息投影技术领域，特别是指一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法、装置及系统。
背景技术
裸眼3D显示投影技术在近几年来获得了广泛的关注，其目标是使观察者在不佩戴任何辅助设备的情况下，直接使用裸眼观察到与现实中物体近乎一致的三维图像。目前在校园课堂中，尤其是在各高校，在数学、物理、机械等需要三维图形理解的课程中，学生可以通过对模型的观察感受三维模型的特点。现有的技术中的3D投影主要是在设备上直接播放制作完毕的视频，因此只能实现通过视频播放展示三维模型，而无法自由地控制投影方向和光影效果，即无法直接操作模型进行旋转、伸缩、移动等操作，没有任何的可定制性，更谈不上与用户的交互。因此该技术应用领域比较狭窄，不能自主地从各个方向展示教学模型的状况与细节。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法、装置及系统，使用可定制的模型、易于操作的用户界面，实现三维图形的展示，用户可以方便地旋转、伸缩、移动模型，理解展示模型的每一个细节。
基于上述目的本发明提供的一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，包括：
操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息；
将所述鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息；
根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息；
将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。
进一步，所述操作所述数据模型进行移动之前，还包括：
获取数据模型的模型数据文件以及纹理数据文件，根据所述纹理数据文件以及所述模型数据文件对所述数据模型进行渲染，得到渲染后的模型图像，将所述模型图像的四个面分别显示生成所述数据模型的初始全息投影。
进一步，所述获取数据模型的模型数据文件以及纹理数据文件包括：
读取所述模型数据文件的路径，读取与所述模型数据文件对应的所述纹理数据文件并打开；
将所述模型数据文件中的每一个模型点作为三元数组保存在模型数据结构中，针对每个所述模型点获取对应的所述纹理数据文件，用与所述模型点相同的索引号保存所述纹理数据文件，并用指针数据保存所述模型数据文件的地址信息。
进一步，获取所述鼠标横纵坐标的偏移信息过程包括：
获取鼠标移动的x轴坐标之差a(t)1、y轴坐标之差a(t)2；
根据鼠标移动的x轴坐标之差a(t)1、y轴坐标之差a(t)2，计算鼠标真实速度的x轴分量y轴分量其中：
在频域完成鼠标真实速度的二阶滤波操作，获取滤波操作后的鼠标真实速度的x轴分量V1(ω)、y轴分量V2(ω)，
ω＝2π·f表示鼠标移动速度函数中频率的角频率，ωc表示截止频率的角频率；
将滤波操作后的鼠标真实速度的x轴分量V1(ω)、y轴分量V2(ω)变换回时域，得到鼠标平滑处理后的速度的x轴分量v1(t)、y轴分量v2(t)，
v1(t)＝∫V1(ω)·ejωtdω,v2(t)＝∫V2(ω)·ejωtdω；
根据鼠标平滑处理后的速度的x轴分量v1(t)、y轴分量v2(t)生成鼠标横坐标偏移信息ΔLx2(t)、鼠标纵坐标偏移信息ΔLy2(t)，
ΔLx2(t)＝∫v1(t)dt，ΔLy2(t)＝∫v2(t)dt。
进一步，所述将所述鼠标横纵坐标的偏移与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息，包括：
获得所述模型图像的四个面的切向旋转角θ和法相旋转角φ，其中θ(t)＝2π·v1(t),φ(t)＝2π·v2(t)。
进一步，变换后的所述数据模型的坐标信息(xn,yn)包括：
xn＝P*[(x*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+y*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+z*sin(∫φ(t)dt)]*sin(∫θ(t)dt)yn＝P*[(x*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+y*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+z*sin(∫φ(t)dt)]*cos(∫θ(t)dt)
其中，P为图像范围大小占比。
进一步，将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息包括：
获取变换后的所述数据模型的坐标信息(xn,yn)；
获取所述数据模型的坐标信息(xn,yn)的最大值(W，H)，其中：
W＝P*[(Xm*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+Ym*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+Zm*sin(∫φ(t)dt)]*sin(∫θ(t)dt)
H＝P*[(Xm*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+Ym*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+Zm*sin(∫φ(t)dt)]*cos(∫θ(t)dt)；
将所述数据模型的坐标信息(xn,yn)转化为转换为屏幕显示窗口坐标信息(xp,yp)，其转化公式满足W/Wp＝xn/(xp-x0),H/Hp＝yn/(yp-y0)，其中Hp为屏幕显示窗口的最大高度，Wp为屏幕显示窗口的最大宽度，(x0,y0)为屏幕显示窗口坐标原点。
进一步，所述生成所述数据模型的全息投影之后，还包括复位所述模型图像的四个面的切向旋转角θ和法相旋转角φ。
本发明还提供一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置，包括：
读取模块，用于操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息；
转化模块，用于将所述鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息；
变换模块，用于根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息；
生成模块，用于将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。
本发明还提供一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学系统，包括：
主机端，包括上述所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置；
四棱锥体亚克力，用于实现所述数据模型的全息显示；
屏幕，设置在所述四棱锥体亚克力底部且与所述主机端连接，具有四个屏幕显示窗口，用于显示所述数据模型的四个面；
移动终端，与所述主机端无线连接，用于远程控制所述数据模型的全息显示。
从上面所述可以看出，本发明提供的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法、装置及系统，开发了全新的相关教育领域的3D模型，使我们的项目可以直接应用于课堂，创造性地将本套系统与教育领域相融合；解决了此前的全息投影设备只能播放视频导致的无法与观看者产生交互的问题，创造性的提出一种能够使用户可以操作数据模型进行旋转、伸缩、移动模型等操作，实现了与用户的交互功能。
附图说明
图1为本发明实施例一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法的流程图；
图2为本发明实施例一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
图1为本发明实施例一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法的流程图。在本发明的一个实施例中，所述方法包括：
S100，操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息。当要对显示的数据模型进行移动、转动时，可以通过主机端的鼠标直接对该模型进行操作，或者通过移动终端的触摸屏进行操作，移动终端将触摸屏的触摸信号转化为鼠标动作进行对数据模型进行操作。鼠标的读取操作是一个借助回调函数的算法通过调用系统的鼠标移动的数据在程序中记录鼠标的横纵坐标的偏移和点按情况。然后为了方便追踪鼠标的动作，本发明实施例将鼠标的坐标值作为一个画布类的成员值被记录。
进一步，获取所述鼠标横纵坐标的偏移信息的过程包括：
获取鼠标移动的x轴坐标之差a(t)1、y轴坐标之差a(t)2；
根据鼠标移动的x轴坐标之差a(t)1、y轴坐标之差a(t)2，计算鼠标真实速度的x轴分量y轴分量其中：
在频域完成鼠标真实速度的二阶滤波操作，获取滤波操作后的鼠标真实速度的x轴分量V1(ω)、y轴分量V2(ω)，
ω＝2π·f表示鼠标移动速度函数中频率的角频率，ωc表示截止频率的角频率；
将滤波操作后的鼠标真实速度的x轴分量V1(ω)、y轴分量V2(ω)变换回时域，得到鼠标平滑处理后的速度的x轴分量v1(t)、y轴分量v2(t)，
v1(t)＝∫V1(ω)·ejωtdω,v2(t)＝∫V2(ω)·ejωtdω；
根据鼠标平滑处理后的速度的x轴分量v1(t)、y轴分量v2(t)生成鼠标横坐标偏移信息ΔLx2(t)、鼠标纵坐标偏移信息ΔLy2(t)，
ΔLx2(t)＝∫v1(t)dt，ΔLy2(t)＝∫v2(t)dt。
在本实施例中通过频域完成滤波操作而不是在时域进行卷积可以大大减少计算机的运算量，实现低时延的精确要求。
S200，将所述鼠标横纵坐标的偏移与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息。
模型旋转的处理上，本发明实施例定义了四个“相机”，分别对数据模型的四个面进行拍照显示，即数据模型的四个面相当于在模型四周不同角度放上四个摄像机，在用户转动模型时，四个相机一起转动。相机在画布的初始化时固定在了一个固定的角度，但是为了显示四面效果，本发明所述方法是依次渲染四个画布，每次画布的渲染前，都先使相机转动一定角度，再进行渲染，渲染完成后的画面就是这个方位的相机下一个时刻需要被播放出来的画面，而相机的旋转角度也就是模型图像的四个面的旋转信息。
进一步的，通过公式θ(t)＝2π·v1(t),φ(t)＝2π·v2(t)获得数据模型旋转的角速度，最后对给定时间进行积分得到切向旋转角θ和法相旋转角φ。优选的，切向旋转角θ即为相机旋转横向角度，法相旋转角φ即为相机旋转纵向角度。
S300，根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息。
S400，将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。
进一步，利用给定参数，将已知数据模型以一定角度、一定大小，把数据模型的四面图显示在屏幕的画布的四个图形窗口中。以其中一面图为例，假设图形窗口的坐标为(xp，yp),窗口最大高度和宽度为Hp，Wp，窗口坐标原点为(x0,y0)。将已知坐标三元数组(x,y,z)的模型填充在整个屏幕上，x,y,z最大值分别为Xm，Ym，Zm。在初始化时，设定切向旋转角θ为0，法相旋转角为0，对于四面图的正面图此时取定z＝0；设定图像范围大小占比为P，此时取定0.75。在任意时刻，模型图像的四个面的切向旋转角θ、法相旋转角给定，图像范围大小占比P给定，模型坐标可以转化为给定条件下的坐标二元数组(xn,yn)其最大值分别为W，H。W,H满足如下关系：
W＝P*[(Xm*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+Ym*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+Zm*sin(∫φ(t)dt)]*sin(∫θ(t)dt)
H＝P*[(Xm*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+Ym*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+Zm*sin(∫φ(t)dt)]*cos(∫θ(t)dt)
xn，yn同样满足如下关系：
xn＝P*[(x*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+y*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+z*sin(∫φ(t)dt)]*sin(∫θ(t)dt)
yn＝P*[(x*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+y*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+z*sin(∫φ(t)dt)]*cos(∫θ(t)dt)
模型坐标与屏幕坐标的转换，利用相似比，即W/Wp＝xn/(xp-x0),H/Hp＝yn/(yp-y0)。由于坐标窗口坐标(xp,yp)应为整数，最后向下取整，得到最终所需的屏幕显示窗口坐标信息其中代表向下取整。
在本发明的另一个实施例中，所述生成所述数据模型的全息投影之后，还包括复位所述模型图像的四个面的切向旋转角θ和法相旋转角φ。
具体的，在渲染完成后，因为控制相机联动的方法是通过记录不同相机之间角度的差值，使其保持恒定从而使每个相机都转动正确的角度的。因此在用于旋转的方法的下一步首先是复位相机角度，这样可以更容易的找到另外三个相机相对于这个相机角度的差值，从而可以更迅速的计算出其他的相机旋转的角度。然后借助本算法完成模型其他三面不同图像的同时渲染。
在本发明的另一个实施例中，步骤S100所述操作所述数据模型进行移动之前，还包括：
获取数据模型的模型数据文件以及纹理数据文件，根据所述纹理数据文件以及所述模型数据文件对所述数据模型进行渲染，得到渲染后的模型图像，将所述模型图像的四个面分别显示生成所述数据模型的初始全息投影。
进一步，所述获取数据模型的模型数据文件以及纹理数据文件包括：
读取所述模型数据文件的路径，读取与所述模型数据文件对应的所述纹理数据文件并打开。其中，模型数据文件为obj格式，该文件中的模型点都是简单的三元数组，记录了点的x、y和z轴的坐标。纹理数据文件为mtl格式，该文件中保存的是各种纹理的定义，包括颜色、质感、对光线的反射强度等信息，每种信息都通过随数据自动改变长度的不定长数组保存的。
优选的，读取模型数据文件的路径，判断目前程序中是否已经存在模型，如果存在就删除当前的程序中的模型数据，然后读取新的模型文件，交给OpenGL库的glmReadOBJ函数；读取模型数据文件中指定的一个或多个纹理数据文件，逐个打开后保存在GLMmodel数据结构中，如果遇到找不到纹理数据文件的情况，程序会提示用户找不到纹理数据，但程序不会结束运行，而是暂时忽略所需的纹理数据文件。用户预先在模型库中可以存储多种数据模型，通过上述方法可以打开用户指定的模型文件，读取模型和纹理数据，并且保存在用于记录模型数据的数据结构中。本发明实施例修改了传统库中的GLMmodel数据结构。相比传统的数据结构，本发明实施例修改并优化了本数据结构存储的基本单元，只保存了最基本的模型点和向量数据，以及最少的纹理信息，从而得以加快速度，大大降低模型处理该数据结构所造成的时延。
成功读取模型数据文件以及纹理数据文件后，将所述模型数据文件中的每一个模型点作为三元数组(x,y,z)保存在模型数据结构中，针对每个所述模型点获取对应的所述纹理数据文件，用与所述模型点相同的索引号保存所述纹理数据文件。如果模型文件中有优化后的向量等数据，本程序的算法则会把这些向量数据通过与原始的绝对坐标做和的方法转换成点的信息，便于之后的数据处理。
接下来画布开始准备模型的显示：画布读取上一步中保存的模型数据，并用指针数据保存所述模型数据文件的地址信息。至此，模型的读取、画布的最终初始化结束，开始调用程序中负责渲染的算法渲染模型。渲染算法首先通过读取模型的语句访问模型所在地址，加载上一步中保存的指针指向的模型地址。把渲染后的模型图像显示在程序上述初始化过程中产生的、与画布绑定的图形窗口中。
进一步，在画布类中添加一个是否需要刷新的标志位，在每次循环结束是会判断这个标志位是否为空，如果不是就会刷新这个画布否则不做任何操作。即判断模型数据是否有更新，如果有更新则对画布进行刷新，否则不刷新，这样可以对当前的画布标记是否需要刷新，以便让显示更加流畅。
OBJ格式是一种以离散“点”的信息描述模型的格式，也就是由许多“点”构成整个模型。这种格式的模型对模型本身的还原比较精确，而且对于较复杂的模型，这种格式的模型文件大小比较小，便于传输和保存，同时能够适用于现有市场的主要三维展示模型。但给运算程序带来了很大的负担，如果四个面都单独加载、渲染模型，会造成卡顿。所以在程序的实现上，采用了“转动相机”的方式来完成模型的多个面的展示。这样，就需要每次用户操作数据模型时不需要重新按指定的角度加载四次模型，这能够大大减少大模型的运算量。
本发明实施例还提供一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置，参照附图2所示，包括：
读取模块11，用于操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息。
转化模块12，用于将所述鼠标横纵坐标的偏移与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息。
变换模块13，用于根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息。
生成模块14，用于将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。
本发明实施例还提出一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学系统，包括：
主机端，包括如上述实施例所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置。
四棱锥体亚克力，用于实现所述数据模型的全息显示。
屏幕，设置在所述四棱锥体亚克力底部且与所述主机端通过高清视频线连接，具有四个屏幕显示窗口，用于显示所述数据模型的四个面。
移动终端，与所述主机端通过WIFI无线连接，用于远程控制所述数据模型的全息显示。移动终端可以包括手机端等。
具体的，本发明实施例所述系统采用Java语言开发了基于局域网的手机应用程序和对应的服务器程序。在主机端的主要算法是服务器程序始终在某一个特定的端口(可以在程序中自主设定)中运行一个死循环，不断检测是不是有新的数据发过来，如果有新的数据发过来则根据新发过来的数据模型移动命令更新鼠标的位置，如果没有则继续循环刷新来检测。同时基于这个特性，本服务器程序也可以被单独拿出来当作无线触控板的主机端的程序来使用。
手机端的应用程序采用安卓工作室编译软件开发。首先，给出输入框，让用户输入服务器程序所在主机端的一组32位数字，也就是主机端的ip地址和主机端程序所占用的端口号。然后调用局域网的DHCP协议相关的函数，通过发送这个32位的数字查询路由器的ARP表和转发表并返回一个48位的二进制数字组，这个数字组就是主机的物理层地址。找到了物理层地址这个主机就被唯一的确定了下来。然后手机的应用程序将会查询这个地址的相应端口有没有在运行上面提到的主机端的死循环，如果有在运行的话则按照提前设定的刷新频率，将用户手指在屏幕上的移动的方向以一个矢量数组的形式发送到主机端的相应端口中。其中，移动方向矢量的获得是通过根据特定的频率检测系统接收到的手指在屏幕上的位置坐标，然后把依照特定的频率得到的坐标相减，即可通过做差的算法得到手指的移动方向。即：a(发送)(t)＝(xt2，yt2，zt2)-(xt1，yt1，zt1)。其中x、y表示其坐标位置，z则代表鼠标的点按情况，a则代表一个差值向量。采用矢量控制方式可以大大减少数据量的发送，从而为数据模型的交互提供更低的时延支持。主机端的死循环函数检测到之后会调用微软系统自带的底层功能将这个矢量数组发送到系统自带的鼠标控制的程序中，就可以实现鼠标的移动。同时基于这个特性，本手机应用程序也可以被单独拿出来当作无线触控板的手机端的程序来使用。
本发明所述具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法、装置及系统，开发了全新的相关教育领域的3D模型，使我们的项目可以直接应用于课堂，创造性地将本套系统与教育领域相融合；解决了此前的全息投影设备只能播放视频导致的无法与观看者产生交互的问题，创造性的提出一种能够使用户可以操作数据模型进行旋转、伸缩、移动模型等操作，实现了与用户的交互功能；模型数据文件采用obj格式，与市面上主流3D模型软件具有更好的适配性，解决了格式兼容的问题；同时该方法、装置及系统显示的数据模型更为精确，且在转动时大大减少计算机的运算量，实现低时延的精确要求；最后本发明可以在电影院、博物馆、大型工厂等场景下进行展示宣传视频、文物、工业产品等不易于使用平面图形观察的物品和概念。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，包括：
操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息；
将所述鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息；
根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息；
将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。
2.根据权利要求1所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，所述操作所述数据模型进行移动之前，还包括：
获取数据模型的模型数据文件以及纹理数据文件，根据所述纹理数据文件以及所述模型数据文件对所述数据模型进行渲染，得到渲染后的模型图像，将所述模型图像的四个面分别显示生成所述数据模型的初始全息投影。
3.根据权利要求2所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，所述获取数据模型的模型数据文件以及纹理数据文件包括：
读取所述模型数据文件的路径，读取与所述模型数据文件对应的所述纹理数据文件并打开；
将所述模型数据文件中的每一个模型点作为三元数组保存在模型数据结构中，针对每个所述模型点获取对应的所述纹理数据文件，用与所述模型点相同的索引号保存所述纹理数据文件，并用指针数据保存所述模型数据文件的地址信息。
4.根据权利要求1所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，获取所述鼠标横纵坐标的偏移信息的过程包括：
获取鼠标移动的x轴坐标之差a(t)1、y轴坐标之差a(t)2；
根据鼠标移动的x轴坐标之差a(t)1、y轴坐标之差a(t)2，计算鼠标真实速度的x轴分量y轴分量其中：
在频域完成鼠标真实速度的二阶滤波操作，获取滤波操作后的鼠标真实速度的x轴分量V1(ω)、y轴分量V2(ω)，
ω＝2π·f表示鼠标移动速度函数中频率的角频率，ωc表示截止频率的角频率；
将滤波操作后的鼠标真实速度的x轴分量V1(ω)、y轴分量V2(ω)变换回时域，得到鼠标平滑处理后的速度的x轴分量v1(t)、y轴分量v2(t)，
v1(t)＝∫V1(ω)·ejωtdω,v2(t)＝∫V2(ω)·ejωtdω；
根据鼠标平滑处理后的速度的x轴分量v1(t)、y轴分量v2(t)生成鼠标横坐标偏移信息ΔLx2(t)、鼠标纵坐标偏移信息ΔLy2(t)，
ΔLx2(t)＝∫v1(t)dt，ΔLy2(t)＝∫v2(t)dt。
5.根据权利要求4所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，所述将所述鼠标横纵坐标的偏移与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息，包括：
获得所述模型图像的四个面的切向旋转角θ和法相旋转角φ，其中θ(t)＝2π·v1(t),φ(t)＝2π·v2(t)。
6.根据权利要求4所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，变换后的所述数据模型的坐标信息(xn,yn)包括：
xn＝P*[(x*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+y*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+z*sin(∫φ(t)dt)]*sin(∫θ(t)dt)
yn＝P*[(x*cos(∫φ(t)dt)*cos(∫θ(t)dt)+y*cos(∫φ(t)dt)*sin(∫θ(t)dt)+z*sin(∫φ(t)dt)]*cos(∫θ(t)dt)
其中，P为图像范围大小占比。
7.根据权利要求6所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息包括：
获取变换后的所述数据模型的坐标信息(xn,yn)；
获取所述数据模型的坐标信息(xn,yn)的最大值(W，H)，其中
将所述数据模型的坐标信息(xn,yn)转化为转换为屏幕显示窗口坐标信息(xp,yp)，其转化公式满足W/Wp＝xn/(xp-x0),H/Hp＝yn/(yp-y0)，其中Hp为屏幕显示窗口的最大高度，Wp为屏幕显示窗口的最大宽度，(x0,y0)为屏幕显示窗口坐标原点。
8.根据权利要求5所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学方法，其特征在于，所述生成所述数据模型的全息投影之后，还包括复位所述模型图像的四个面的切向旋转角θ和法相旋转角φ。
9.一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置，其特征在于，包括：
读取模块，用于操作数据模型进行移动，读取鼠标动作获取鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息；
转化模块，用于将所述鼠标横纵坐标的偏移信息与点按信息转化为所述模型图像的四个面的旋转信息；
变换模块，用于根据所述旋转信息将所述模型图像的四个面进行坐标变换，生成变换后的所述数据模型的坐标信息；
生成模块，用于将所述数据模型的坐标信息转换为屏幕显示窗口坐标信息，并对变换后的所述数据模型的四个面依次进行渲染，生成所述数据模型的全息投影。
10.一种具有远程交互功能的全息投影辅助教学系统，其特征在于，包括：
主机端，包括如权利要求9所述的具有远程交互功能的全息投影辅助教学装置；
四棱锥体亚克力，用于实现所述数据模型的全息显示；
屏幕，设置在所述四棱锥体亚克力底部且与所述主机端连接，具有四个屏幕显示窗口，用于显示所述数据模型的四个面；
移动终端，与所述主机端无线连接，用于远程控制所述数据模型的全息显示。
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